(57)【要約】【課題】少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライド放電ランプ用のメタルハライド封入物であって、外管バルブの特定の条件に適合された封入物を提供する。【解決手段】少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライドランプにおいて、該封入物が付加的にＩｎハロゲン化物を含むことで解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライドランプであって、該封入物が付加的にＩｎハロゲン化物を含むことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
希土類Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍの群からの少なくとも１種のハロゲン化物を使用し、特にＴｍを単独で又は優勢的に５０％より高い割合で使用することを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
封入物が、０．１〜２．５ｍｇの希土類のハロゲン化物を放電容器のバルブ容積１ｍｌあたりに含有することを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
ハロゲン化物を形成させるためのハロゲンとして、ヨウ素及び／又は臭素を用いることを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項５】
ハロゲンとして、ヨウ素と一緒に、多くても１０モル％の割合で臭素を用いることを特徴とする、請求項４記載のメタルハライドランプ。
【請求項６】
インジウムと希土類とのモル比が、０．０３〜０．６、有利には０．０４〜０．４であることを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項７】
封入物が、０．０３〜０．０７５ｍｇのＩｎハロゲン化物を放電容器のバルブ容積１ｍｌあたりに含有することを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項８】
ナトリウムと希土類とのモル比が、４．０〜０．２、有利には３．０〜０．３であることを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項９】
請求項１記載のメタルハライドランプであって、該ランプが、硬質ガラス又は石英ガラスから作製された外管バルブと、２つの電極（１１）を有する石英ガラスから作製された放電容器（２）とを有し、その際、外管バルブが特に放電容器を部分的にのみ包囲していることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項１０】
放電容器と外管バルブとの間の空間がガス封入物を含有することを特徴とする、請求項８記載のメタルハライドランプ。
【請求項１１】
ガス封入物が、単独又は組合せとして２００〜９００ミリバールのＮ２又は希ガス又はＣＯ２からなることを特徴とする、請求項９記載のメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライドランプに関する。本発明は、特に昼光と同様の光源色を有するランプ用の封入物を扱う。
【背景技術】
【０００２】
昼光と同様の光源色を達成するために、メタルハライド放電ランプは一般にタリウムを含有する。例えば、ＵＳ−Ａ６，１０７，７４２号は、Ｃｓ、Ｔｌといった金属及びＤｙ、Ｔｍ、Ｈｏのような希土類を含有するメタルハライド封入物を含有し、昼光と同様の光源色を有するランプを記載している。
【０００３】
更に、ＵＳ−Ａ５，９６５，９８４号は、Ｉｎのハロゲン化物を含有するメタルハライドランプ用の封入物を開示している。該封入物は、更にＤｙＩ３を除くＴｍ、Ｈｏのような希土類金属を含む金属ハロゲン化物を含有してよい。該封入物は、写真光学的用途で、すなわち高い光束密度のために使用される。この場合に、管壁負荷は一般に４８〜６２Ｗ／ｃｍ２であり、比出力は３５〜７０Ｗ／ｍｍ（アーク長）であり、かつ電極間隙は５ｍｍ未満である一方で、ＩｎＩの量は０．１〜１．５ｍｇ／ｍｌである。
【０００４】
ＵＳ−Ａ２００４２５３８９７号は、両口金形の外管バルブを有し、それが放電容器の一部のみを包囲しているメタルハライドランプを開示している。
【特許文献１】ＵＳ−Ａ６，１０７，７４２号
【特許文献２】ＵＳ−Ａ５，９６５，９８４号
【特許文献３】ＵＳ−Ａ２００４２５３８９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライド放電ランプ用のメタルハライド封入物であって、外管バルブの特定の条件に適合された封入物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀及び少なくとも１種のハロゲンについての金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物がハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｎａ及び希土類を含むメタルハライドランプであって、該封入物が付加的にＩｎハロゲン化物を含むことを特徴とするメタルハライドランプによって解決される。特に有利な構成を従属形式請求項に示す。
【０００７】
本発明は、Ｎａ、Ｔｌ及び希土類に加えてＩｎのハロゲン化物を用いたメタルハライド封入物を使用している。更なるハロゲン化物に関する他の成分は使用しない。使用されるハロゲンはヨウ素及び／又は臭素である。
【０００８】
石英ガラスから作製された放電容器をもってメタルハライドランプを製造する場合に、外管バルブが放電容器を部分的にのみ包囲する新規の外管バルブの設計を用いることによって相当の費用削減が達成できることが判明した。ガス封入物は外管バルブ中で使用される。しかしながら、これは、放電容器についての温度バランスに変化をもたらす。Ｃｓ、Ｔｌ及び希土類の金属ハロゲン化物を含む封入物が今まで慣用であったが、該封入物はこれらの条件下に緑の色合いを非常に強く有する。
【０００９】
インジウムハロゲン化物を正確に計量して添加することで、前記問題が対処される。この場合に、０．１〜２．５ｍｇの希土類ハロゲン化物を放電容器の容積１ｍｌあたりに含有する封入物が使用される。０．２〜２．０ｍｇ／ｍｌの値が好ましい。好適な希土類は、特にＤｙ、Ｈｏ及びＴｍの単独又はその組合せである。Ｔｍはそれ自体で適しているか、又は優勢的に、すなわち５０％より高い程度で、特に少なくとも９０％で特に適している。
【００１０】
Ｉｎと希土類とのモル比は、０．０３〜０．６、特に０．０４〜０．４であることが望ましい。該封入物は、有利には臭素より多くのヨウ素を含有する。特に、ヨウ素単独が使用され、その際、臭素の含有率はモル表示で多くて１０％である。
【００１１】
該封入物は、Ｎａのハロゲン化物、特にＮａのヨウ化物をも含有する。Ｎａと希土類とのモル比は、４〜０．２、有利には３〜０．３である。
【００１２】
希土類についての絶対封入量が限度を超えると、色温度は非常に低くなる。封入物中の希土類量が絶対限度を下回ると、色温度は非常に高くなる。
【００１３】
Ｉｎと希土類とのモル比が下限を下回ると、色座標のｙ成分が非常に高くなり、そして色座標は非常に強く緑色の色合いを有する。Ｉｎと希土類とのモル比が上限を超えると、光束は非常に小さくなる。
【００１４】
Ｎａと希土類とのモル比が下限を下回ると、放電アークは収縮しすぎることとなる。Ｎａと希土類とのモル比が上限を上回ると、色温度は非常に低くなる。
【００１５】
ランプの色温度は、色温度５０００〜６０００Ｋを有する昼光領域にあることが好ましい。。ワット／ｍｍ（アーク長）で示される比出力は、３０未満であることが好ましい。
【００１６】
この封入物は、有利には、高くて１５０Ｗの定格電力を有する低ワット数のランプの一般照明用途に適している。従って、前記封入物は低い光束密度のために使用される。この場合に、管壁負荷は一般に４０Ｗ／ｃｍ２未満であり、比出力は３０Ｗ／ｍｍ（アーク長）未満であり、電極間隙は５ｍｍより大きく、ＩｎＩ量は０．１ｍｇ／ｍｌ未満、特に０．０３〜０．０７５ｍｇ／ｍｌである。前記のようにして、一般に４０００時間より長い長期実用寿命と同時に高い光束を達成することができる。
【００１７】
以下の文章は、幾つかの例示的な態様に基づいて本発明をより詳細に説明することを意図したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、両側にピンチを有する７０Ｗの定格電力を有するメタルハライドランプ１の側面図を示す。石英ガラスから作製され、たる形に設計された放電容器２は、２つの電極３及びメタルハライド封入物を収容している。バルブ端部はピンチ４によって封止されており、その中に箔５が埋設されている。溶融封止も封止目的に適している。これらのピンチ４は外部給電線６に接続されている。外部給電線６は、管状スリーブ７内に案内されており、一体式栓部９のソケット８で終端している。その栓部は鋼製又は他の耐熱金属製の一体部品で製造されており、接触子として円板１０を、かつセンタリング手段及び保持手段として逆鉤１１を有する。放電容器の膨らんだ部分は、外管バルブ１２によって部分的に包囲されており、そのバルブはピンチ４とスリーブ７との間の移行領域に（１３）巻かれている。
【００１９】
外管バルブ１２はそれを一周する窪み１４を有するので、金属製の弾性支持バンド１５は外管バルブの内表面に沿って広がっている。その支持バンドは、必要に応じて、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｏのようなゲッタ材料を含有してよい。これらの材料は、酸素、水素のような種々の物質又はそのようなものを吸収するために使用される。外管バルブは、窒素、希ガス、別の不活性ガスで充填されていても、又は真空であってもよい。
【００２０】
もう一つの例示的な態様では、Ｎ２及び／又はＣＯ２とＮｅとの外管バルブガス混合物を用いて、点弧特性が改善され、その場合には、全圧は２００〜９００ミリバールである。前記の場合に、バーナ中で用いられる出発ガスは、Ｎｅ−Ａｒ、Ｎｅ−Ｋｒ又はＮｅ−Ａｒ−Ｋｒのペニング混合物である。特に、３００ミリバール〜９００ミリバールの全圧を有するＮ２／Ｎｅ又はＣＯ２／Ｎｅの外管バルブガス混合物を用いて、実用寿命を通して良好な点弧特性が維持される。前記の場合にＮｅは２５〜６０％をもたらす。
【００２１】
図２は、図１に示される例示的な態様による１００時間の点灯時間後のランプのスペクトルを示し、その放電容器は１０ｍｇのＨｇと第１表中に示されるメタルハライド封入物を含有する。外管バルブ中の封入物はアルゴンである。
【００２２】
第１表
【００２３】
【表１】
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【００２４】
色温度の高低は、金属ハロゲン化物の相対比の選択によって決定できる。異なる封入物を含有する２つの例示的な態様を第１表中に示す。希土類としては、それぞれの場合の封入物はＴｍを単独で使用する。Ｄｙ及びＨｏを添加しても良好な結果が得られるが、但し、Ｔｍは優勢的に５０％より高い割合で使用される。
【００２５】
図３と図４は、第１表中に示される２つの例示的な態様についての実用寿命の関数としての、図１によるランプの色温度Ｔｎの変化（図３ｂ及び図４ｂ）と、光束ＬＦの変化（図３ａ及び図４ａ）を示している。両方の特性的変動要素は、少なくとも６０００時間の実用寿命まで極めて安定である。第一の例示的な態様（図３を参照）は、第二の例示的な態様より高い光束と色温度とにより適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明によるメタルハライドランプを示している
【図２】図２は、本ランプのスペクトルを示している
【図３】図３は、例示的な態様１についての寿命経過中の色温度と光束の変化を示している
【図４】図４は、例示的な態様２についての寿命経過中の色温度と光束の変化を示している
【符号の説明】
【００２７】
１  メタルハライドランプ、  ２  放電容器、  ３  電極、  ４  ピンチ、  ５  箔、  ６  外部給電線、  ７  管状スリーブ、  ８  ソケット、  ９  一体式栓部、  １０  円板、  １１  逆鉤、  １２  外管バルブ、  １３  移行領域、  １４  窪み、  １５  弾性支持バンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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